新冠肺炎腺病毒载体疫苗：制备及其作用机制
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美国强生 康希诺生物
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利用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和全基因组测序技术，将 SARS-CoV-2(导致COVID-19的病毒)的RNA合成DNA文库
从SARS-CoV-2基因组中提取出刺突蛋白的DNA序列 将启动子添加到刺突蛋白的DNA序列中，使该序列在导入细胞
后能被RNA聚合酶识别并转录
应用基因重组技术将修饰后的刺突蛋白DNA序列插入到质粒中。 质粒:一种环状DNA，能使新基因(如刺突蛋白基因)插入到
先前感染Ad5或Ad26可能导致机 腺病毒DNA可通过多种细胞裂解剂以及 黑猩猩病毒可免去先前对该病
体已对腺病毒载体产生免疫1
人腺病毒疫苗可能因曾感染Ad5或 Ad26而失效 ,因为免疫力并不是针 对刺突(Spike)蛋白而建立的
洗涤剂提取(可打破细胞膜并去除非核
酸细胞物质的化学试剂)
毒载体产生免疫的可能性1 黑猩猩病毒载体使机体更好地
使用全基因组测序对腺病毒DNA 进行测序，并进行以下修饰:
对刺突蛋白产生免疫反应 去除腺病毒基因组的E1区， 去除腺病毒基因组的E3区，为SARS-CoV-2
宿主基因组中(如腺病毒载体DNA基因组)
以阻断病毒复制3 刺突蛋白DNA的插入腾出空间3 修饰后的腺病毒DNA基因组将重新插入到腺病毒 将病毒载体与刺突蛋白质粒混合在一起，DNA重组技
颗粒中，形成“病毒载体” 术使质粒中的刺突蛋白基因插入到腺病毒DNA中2
作者: Ryan Brenneis, Yan Yu* 审稿人: Davis MacLean, Hannah Yaphe Stephen Vaughan*
译者: Zihong Xie (谢梓泓) 翻译审稿人: Yonglin Mai (麦泳琳) * 出版时担任临床医生
最终制备出的疫苗中的腺
病毒不能在人体细胞内复
制，也不会引起人类疾病
参考文献
1. ACS Nano 2020, 14, 10, 12522–12537, Publication Date: October 9, 2020, https://doi.org/10.1021/acsnano.0c07197
含有可转录SARS-CoV-2刺突蛋白DNA的腺病毒放置于 一种特殊的细胞培养环境中，该环境允许病毒DNA在修 饰后仍进行复制2, 3
2. Nature 2020, 586, 578–582, Publication Date: October 20, 2020, https://doi.org/10.1038/s41586- 020-2608-y
3. Frontiers in Immunology 2018, 9, 1963, Publication Date: September 19, 2018, doi: 10.3389/fimmu.2018.01963
4. NPJ Vaccines 2020, 5, 69, Publication Date: July 27, 2020, doi: 10.1038/s41541-020-00221-3
5. The Lancet 2020, Publication Date: Dec. 8, 2020, https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)32623-4
6. BMJ 2000, 321, 7271, 1237-1238, Publication Date: November 18, 2000,
DOI: 10.1136.bmj.321.7271.1237
7. NEJM 2021, Publication Date: Jan. 13, 2021, DOI: 10.1056/NEJMoa2034201
提取含有可转录SARS-CoV-2刺突蛋 白DNA的腺病毒，并将其配置到疫 苗注射的浓度
腺病毒有一个外层蛋白质层(称为衣 壳)来保护它的DNA
DNA比mRNA更稳定，因为DNA具有脱 氧核糖骨架以及双链间的分子键
与mRNA脂质纳米粒 疫苗相比，腺病毒疫 苗的稳定性更强
可在2-8°C 中保存长 达3-6个月
注射部位红、肿、痛
(一过性)
注意: 强生疫苗在单剂接种 后有效率可能为90%7
肌肉是首选的注射 部位，因为肌肉血 供比其他组织多
疫苗作用
细胞免疫
能使免疫细胞更快处 理外来抗原6
能让外来的疫苗物质更快 扩散，使局部反应最小化6
病毒载体疫苗通过肌肉注射到健康人体内 建议在28天后接种第二剂疫苗以增强免疫反应(超过COVID-19康复者
的免疫反应水平)，从而提高疫苗效力，特别是对老年人5
外来异物可引起局 部炎症反应
腺病毒表面抗原与人体细胞受体相互作用，使病毒通过内吞作用进入人体细胞3 腺病毒载体进入细胞核，与核被膜融合，并将其DNA(包括刺突蛋白DNA)注入细胞核 细胞核内的RNA聚合酶转录病毒的DNA，合成SARS-CoV-2刺突蛋白的信使RNA(mRNA) mRNA被运回胞浆，由细胞自身的核糖体进行翻
体液免疫
刺突蛋白被胞内酶降解为片段 刺突蛋白片段与MHC-I类分子结合
MHC-I类分子将刺突蛋白片段转移到人体细胞表面
MHC-I类分子将刺突蛋白片段呈递给幼稚CD8+ T细胞
与刺突蛋白-MHC-I类分子复合物结合后，幼稚CD8+ T细胞活化， 并转移到淋巴系统进一步成熟3
译合成全长SARS-CoV-2刺突蛋白
MHC = 主要组织相容性复合体(Major Histocompatability Complex);细胞表面蛋 白，对免疫功能至关重要
CD = 分化簇(Cluster of Differentiation); T细胞表面的糖蛋白，可作为辅助受体，促 进T细胞与抗原/MHC复合物的结合，同时 可用来区分T细胞类型
刺突蛋白的成分从细胞内释放到血液中 刺突蛋白被抗原提呈细胞 (树突状细胞、B细胞、巨噬
细胞)吞噬、碎裂，与特异的MHC-II类分子结合 MHC-II类分子将刺突蛋白片段转移到抗原提呈细胞表面，
将它们提呈给血循环里的幼稚CD4+ (辅助)T细胞 与复合物结合后，活化刺突蛋白特异性辅助T细胞
结合成刺突蛋白特异性辅助T细胞后被激活
部分T细胞成熟后成为细胞毒性T 细胞，可识别SARS-CoV-2刺突蛋白
细胞毒性T细胞与感染SARS-CoV-2并表达刺 突蛋白的人体细胞或刺突蛋白片段结合
细胞毒性T细胞释放酶，使感染 的细胞穿孔，导致细胞死亡
免疫系统可以更快地识
别和消灭受感染的细胞
部分T细胞成熟后成为记忆 性T细胞 (在辅助性T细胞 释放的细胞因子的刺激下)
记忆T细胞转移到淋巴组 织后进入待定状态，在下 一次接触刺突蛋白时活化
以后SARS-CoV-2 感染时 可介导更快的细胞免疫 (获得免疫力)
活化的刺突蛋白 特异性辅助T细胞 分泌细胞因子， 促进免疫活性
全身性细胞因子释放 可导致全身反应，如 发烧、寒战、疲劳以 及肌痛 (一过性)
注意: 细胞/体液免疫 持续的时间尚不清楚
部分B细胞成熟为浆细胞，产 生病毒刺突蛋白的IgG抗体
刺突蛋白抗体识别标记SARS- CoV-2，使免疫系统能消灭病毒
根除细胞外SARS-CoV-2
淋巴组织中，活化 的辅助性T细胞与幼 稚B细胞相互作用
部分B细胞成熟为 SARS-CoV-2刺突蛋 白特异性记忆B细胞
以后一旦接触刺突蛋白，就能再次活 化淋巴组织里的记忆B细胞，使其变成 浆细胞，更快地合成抗体
以后SARS-CoV-2 感染时可介导更快的体液免疫 (获得免疫力)
图注:
病理生理
机制
体征/临床表现/实验室检查
最终结果
2021年2月11日发布于www.thecalgaryguide.com